[发明专利]橡胶和副产物提取系统和方法

说明书

公开了用于从非三叶胶的产橡胶植物提取有用的副产物和天然橡胶的系统和方法。

相关申请数据

本申请要求于2017年8月8日提交的美国临时专利申请号62/542,504和于2017年8月29日提交的美国临时专利申请号62/551,291的权益，其公开内容特此以引用的方式整体并入。

背景技术

随着世界需求的增长和现有橡胶种植单一栽培的困难，世界上迫切需要替代的、较不劳动密集的天然橡胶来源，因为橡胶是一种战略性材料，在从弹性带到汽车轮胎的各种应用中都是不可替代的。

例如，当今制造的许多轮胎使用天然橡胶乳胶，所述天然橡胶乳胶是从树皮被故意弄伤的巴西橡胶树中利用小杯手工收获的。将收获的乳胶橡胶的大部分固化成大宗橡胶的固体块，并作为固体橡胶出售，以用于如上所述的许多商业应用中。这个过程在一个多世纪中没有改变。这项艰苦的工作几乎完全在东南亚进行，东南亚的经济发展和环境成本越来越高，这使得劳动力供应和成本变得更加昂贵，商业模式的可行性降低了。

巴西橡胶(Hevea brasiliensis)树(即，橡胶树)的单一栽培易于遭受毁灭性疾病和枯萎病，其主要发生在巴西本土。此外，三叶胶(Hevea)的种植导致了许多对环境有害的副作用，包括燃烧橡胶木以满足能源需求，以及未经处理的乳胶橡胶加工废水排放。

预计世界大宗天然橡胶的消费量将以每年4％的速度增长，到2019年超过3000万吨，这主要是由于亚洲机动车产量的增长。中国已经是世界天然橡胶的主要消费国。

俄罗斯的蒲公英植物(橡胶草(Taraxacum kok-saghyz)，或TKS)和其他产橡胶的非三叶胶植物是橡胶的一种替代来源。在美国专利号9,611,363和9,346,924中公开了从产橡胶的蒲公英植物的根中水提取和分离天然橡胶和碳水化合物糖两者的方法。

发明内容

在某些实施方案中，提供了用于从产橡胶的植物获得含碳水化合物的液体和贫碳水化合物的生物质固体的处理系统，其包括：提取系统，其包括多个连续搅拌罐提取级，所述多个连续搅拌罐提取级被布置成彼此串联流体连通，以使来自一个连续搅拌罐提取级的流出物流到所述多个连续搅拌罐提取级的串联体系中的下一个连续搅拌提取级，每个提取系统中的至少一个连续搅拌罐提取级具有被适配并配置成接收液体溶剂的进口，其中所述提取系统的所述至少一个连续搅拌提取级被适配并配置成接收处于至少约50℃的温度下的生物质和包含水、水溶液或其组合的液体溶剂，其中所述生物质来自蒲公英属的产橡胶植物或另一种非三叶胶植物，并且其中所述提取系统被适配并配置成以使所述提取系统产生所述含碳水化合物的液体和所述贫碳水化合物的生物质固体的方式混合所述生物质和所述液体溶剂；以及固液分离器，所述固液分离器被布置成与所述连续搅拌罐提取级的串联体系中的最后一个流体连通，其中所述分离器被适配并配置成从所述含碳水化合物的液体中分离所述贫碳水化合物的生物质固体。

在某些实施方案中，提供了用于从产橡胶的植物获得极性有机物级分和贫极性化合物的生物质固体的处理系统，其包括：提取系统，其包括多个连续搅拌罐提取级，所述多个连续搅拌罐提取级被布置成彼此串联流体连通，以使来自一个连续搅拌罐提取级的流出物流到多个连续搅拌罐提取级的串联体系中的下一个连续搅拌提取级，每个提取系统中的至少一个连续搅拌罐提取级具有被适配并配置成接收液体溶剂的进口，其中所述提取系统的所述至少一个连续搅拌提取级被适配并配置成接收贫碳水化合物的生物质固体和有机极性溶剂液体，其中贫碳水化合物的生物质固体来自蒲公英属的产橡胶植物或另一种非三叶胶植物，并且其中提取系统被适配并配置成以使提取系统产生液体极性有机物级分和贫极性化合物的生物质固体的方式混合贫碳水化合物的生物质固体和有机极性溶剂；以及固液分离器，所述固液分离器被布置成与连续搅拌罐提取级的串联体系中的最后一个流体连通，其中所述分离器被适配并配置成从液体极性有机物级分中分离贫极性化合物的生物质固体。